Пороговое напряжение MOSFET VGS(th): что это и почему не 5 В

Пороговое напряжение затвора VGS(th)

Пороговое напряжение VGS(th) — напряжение между затвором и истоком, при котором полевой транзистор начинает проводить ток. Его часто путают с напряжением, нужным для полного открытия, и из-за этого ставят в схему транзистор, который не откроется от логики.

Обновлено 15 октября 2026 г.Редакция GAW

Пороговое напряжение VGS(th) (gate threshold voltage) — напряжение между затвором и истоком полевого транзистора с изолированным затвором, при котором через канал начинает течь заданный небольшой ток. В даташитах силовых MOSFET это обычно I_D = 250 мкА — в тысячи раз меньше рабочего тока. Порог указывают диапазоном, потому что он заметно различается от экземпляра к экземпляру.

Порог — не напряжение управления

Чтобы транзистор работал как ключ с малым сопротивлением канала RDS(on), на затвор подают напряжение заметно выше порога — то, при котором даташит гарантирует RDS(on). Пример трёх распространённых транзисторов в корпусе TO-220 по даташитам Vishay:

Транзистор	VGS(th) при ID = 250 мкА	RDS(on) гарантировано при
IRF540	2,0–4,0 В	VGS = 10 В
IRFZ44	2,0–4,0 В	VGS = 10 В
IRLZ44	1,0–2,0 В	VGS = 5 В и 4 В

IRF540 и IRFZ44 при 5 В на затворе откроются по-разному: экземпляры с низким порогом почти полностью, с высоким — едва-едва, и именно они перегреются в схеме. IRLZ44 — транзистор с логическим уровнем, для него 5 В достаточно. Подробное сравнение — на странице IRF540, IRFZ44 и IRLZ44.

Что из этого следует

От микроконтроллера на 3,3 или 5 В управляют MOSFET с логическим уровнем, у которого RDS(on) нормировано при напряжении не выше напряжения логики, или ставят драйвер затвора. Готовые схемы ключей — в статье «Ключ на MOSFET».
Резистор от затвора к истоку удерживает транзистор закрытым, пока вывод микроконтроллера после сброса находится в высокоимпедансном состоянии.
Устройство транзистора, заряд затвора и потери на переключение разобраны в статье «MOSFET и IGBT».

Частые вопросы

Если порог 2–4 В, откроется ли MOSFET от 5 В?

Не обязательно полностью. При пороговом напряжении через канал течёт всего 250 мкА. У IRF540 и IRFZ44 порог от 2 до 4 В: экземпляр с порогом около 2 В при 5 В на затворе откроется почти полностью, а экземпляр с порогом около 4 В — едва-едва и перегреется под нагрузкой. Сопротивление канала для них гарантировано только при 10 В.

Что такое MOSFET с логическим уровнем?

Транзистор, у которого сопротивление открытого канала гарантировано при 4–5 В на затворе, а иногда и ниже. У IRLZ44 порог 1–2 В, а RDS(on) указано при 5 В и 4 В — его можно открыть напрямую от вывода 5-вольтового микроконтроллера. Смотреть нужно именно на условия RDS(on), а не на сам порог.

Почему порог указан диапазоном, а не одним числом?

Порог заметно различается от экземпляра к экземпляру, и производитель гарантирует только границы: у IRF540 и IRFZ44 — от 2 до 4 В, у IRLZ44 — от 1 до 2 В. Схему рассчитывают так, чтобы она работала с любым экземпляром: закрытым транзистор должен быть при напряжении ниже минимума порога, а открытым — при напряжении, для которого гарантировано RDS(on).